实时高频GNSS地震监测与预警 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

快速、准确获取震时地表位移是GNSS进行地震监测与预警的关键问题，而实时高频GNSS技术的快速发展使其成为可能。本书稿主要针对实时高频GNSS数据处理，提出高精度GNSS数据处理算法，以使其更好的应用于地震监测与预警。

作者简介

李星星，武汉大学测绘学院教授，今年32岁，年轻的博士生导师。自2000年以来，一直在德国地学研究中心工作，作为核心人员参与GNSS服务实时分析中心的建设；是地学首位获得亥姆赫兹项目奖励资助的中国学者。发表重要学术论文达40篇，2017年获得国际大地测量学会青年作者奖，以及其他国际大奖等。主要从事卫星导航定位理论与新方法的研究工作。

目录

List of Abbreviations
List of Related Publications

Chapter 1 Introduction

Chapter 2 High-Rate GNSS Seismology Using Real-Time PPP with Ambiguity Resolution
2.1 Introduction
2.2 Real-Time PPP System and Algorithms
2.2.1 Real-Time PPP Service System
2.2.2 Observation Model
2.2.3 Real-Time Precise Point Positioning
2.2.4 Real-Time Estimation of the Uncalibrated Phase Delay
2.2.5 Ambiguity Resolution for Precise Point Positioning
2.3 Accuracy Assessment in Real-Time Scenarios
2.4 Application to the 2011 Tohoku-Oki Earthquake
2.4.1 GPS Data and Analysis
2.4.2 Comparing GPS and Seismic Waveforms
2.4.3 Fault Slip Inversion
2.5 Application to the 2010 E1 Mayor-Cucapah Earthquake
2.5.1 GPS Data and Analysis
2.5.2 Comparing GPS and Seismic Waveforms
2.5.3 Fault Slip Inversion
2.6 Conclusions

Chapter 3 Augmented PPP for Seismological Applications Using Dense GNSS Networks
3.1 Introduction
3.2 Augmented PPP Approach
3.3 Application of Augmented PPP Approach and
Results
3.4 Conclusions

Chapter 4 Temporal Point Positioning Approach for GNSS Seismology Using a Single Receiver
4.1 Introduction
4.2 Temporal Point Positioning Approach
4.3 Application of TPP Approach and Results
4.4 Single-Receiver Approaches for Real-Time GNSS
Seismology
4.4.1 Comparison of Analysis Methods
4.4.2 Error Analysis and Precision Validations
4.4.3 Application to the 2011 Tohoku-Oki Earthquake
4.5 Conclusions

Chapter 5 Tightly-Integrated Processing of Raw GNSS and Accelerometer Data
5.1 Introduction
5.2 Overview of Combining GPS and Accelerometer Data
5.3 The Tightly-Integrated Algorithm
5.4 Results
5.4.1 Comparison of GPS, Seismic and Integrated Wave forms
5.4.2 Detection of P-Wave Arrival
5.4.3 Extraction of Permanent Offset and Fault Slip Inversion
5.5 Conclusions

Chapter 6 Conclusions and Outlook
References
Acknowledgments

前言/序言

现代地球动力学与板块形变研究：区域构造与断裂带响应 本书简介 本书聚焦于现代地球动力学前沿领域，深入探讨了全球及特定区域构造活动背景下，地壳形变、应力积累与释放的复杂过程。内容涵盖了从全球尺度的板块构造运动到区域性断裂带的精细形变监测与分析，旨在为理解现今地壳运动机制提供一个系统的、多尺度的研究框架。全书结构严谨，理论深度与实践应用并重，适合从事地球物理学、地质学、大地测量学以及相关工程地质学研究的专业人士、研究生及高年级本科生阅读。 第一章：地球动力学基础与现代地壳形变 本章首先回顾了板块构造理论的最新发展，特别是对俯冲带、走滑带和裂谷系统的动力学理解。重点讨论了地幔对流、岩石圈流变学在驱动地壳形变中的作用。随后，引入了现代大地测量技术在监测地壳形变中的核心地位，详细阐述了如何利用高精度定位数据来量化地壳的慢速形变场，包括速率、应变率和位错模型。本章奠定了理解地壳形变物理机制所需的理论基础。 第二章：区域构造单元的应力场重建与演化 本书深入探讨了如何结合地质构造信息与大地测量观测，对特定构造区域的应力场进行三维重建。我们详细分析了利用断层滑动矢量反演区域主应力方向和大小的方法，并讨论了不同构造背景下（如大陆碰撞带、活动性构造边缘）应力场的时间演化特征。一个重要的议题是揭示深部构造活动如何通过地壳介质的非线性响应，调制地表应变集中和释放模式。章节中包含多个案例研究，展示了如何识别应力集中区，这对评估未来构造事件的潜在风险至关重要。 第三章：断裂带的非线性响应与蠕变行为 断裂带是地壳中最活跃的变形区域。本章将重点放在对断裂带内部复杂物理过程的剖析。内容涵盖了断层摩擦学理论的最新进展，包括速率与状态摩擦定律在描述地震循环中的应用。我们详细考察了慢地震、断层蠕变以及慢滑移事件（SSEs）等非传统地震现象，探讨它们在调节断层应力、影响大地震孕育周期中的关键作用。通过对不同时间尺度形变数据的融合分析，揭示了断层带内物质在剪切作用下的粘滞性、粘弹性响应特征。 第四章：活动构造带的形变积累与应变集中机制 本章致力于研究活动构造带上的应变积累模式。我们采用空间统计学方法分析形变速率场的不均匀性，识别出关键的应变集中区和应变空区。内容涉及构造几何学与运动学模型的耦合，探讨了复杂多断层系统的相互作用如何导致应变在局部区域的非均匀加载。此外，还讨论了地壳岩石圈厚度、岩性变化等深部结构因素如何影响地表形变场的分布，特别是当形变穿过不同刚度的地壳层时所产生的形变差异。 第五章：地质构造历史与现今形变速率的关联性 为了更全面地认识现今地壳形变，本章将现今形变的观测数据与区域构造历史进行对比分析。研究了数百万年来地质构造事件（如造山运动、裂谷扩张）留下的形变印记，并尝试将这些长期演化过程与当代形变速率联系起来。讨论了如何利用古地磁、构造地层学等数据来校正和约束现代大地测量观测的长期趋势，从而揭示地壳运动的“记忆效应”。这部分内容强调了多时间尺度数据整合在地球动力学研究中的不可替代性。 第六章：火山构造形变与岩浆房动力学 本书特别辟出章节探讨火山活动区域的构造形变。火山的形变往往与地下岩浆房的充注、迁移和喷发活动密切相关。本章详细介绍了如何利用高分辨率形变数据（如InSAR和连续GPS/GNSS）来反演地下岩浆体（岩浆房、岩脉）的三维几何形态、体积变化和压力波动。讨论了岩浆活动驱动的构造应力如何与区域构造应力场相互作用，引发火山区周边的构造事件，并探讨了利用形变信号预测火山喷发前兆的潜力与局限性。 第七章：构造形变监测数据的处理与误差分析 本章为实践性指导，详细介绍了现代大地测量数据（包括GNSS、InSAR、水准测量）的获取、预处理和精密解算流程。重点讲解了如何有效地去除大气延迟、轨道误差和地球物理噪声等干扰源，以获得可靠的地壳形变速率场。内容包括时间序列分析技术，如卡尔曼滤波、小波分析在提取形变信号中的应用。同时，对不同技术源数据的精度、空间分辨率和时间采样频率进行了深入的比较与误差模型构建，为后续的形变解释提供坚实的数据基础。 第八章：构造形变与自然灾害的耦合效应 最后，本书将构造形变研究的应用扩展到自然灾害评估领域。除了地震，我们还讨论了构造活动对滑坡、地面沉降以及海岸带侵蚀的影响。重点分析了在构造加载背景下，构造应力变化如何触发或加速其他类型的地质灾害。内容涉及如何建立基于形变速率和应力积累的风险评估模型，以期为防灾减灾提供科学依据。 全书案例丰富，图表详尽，力求在保证科学严谨性的同时，具备较强的可读性和指导性。